JP2018056652A - 撮像装置及び撮像装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ライブビュー表示の遅延を抑えつつ、低輝度環境においても適正な露出時間のライブビュー表示を行うことができる撮像装置を提供することを課題とする。【解決手段】撮像装置は、露光時間に応じて各フレームの画像を撮像し、撮像された各フレームの画像を１垂直走査期間に１フレームずつ出力する撮像部と、撮像部により出力された画像を基に、撮像部の露光時間を決定する露光時間決定部と、露光時間決定部により決定された露光時間が１垂直走査期間の基準値より長い場合には、第１の状態であれば撮像部の１垂直走査期間が露光時間以上になるように、１垂直走査期間の基準値より短い期間の単位で、撮像部の１垂直走査期間を設定し、第２の状態であれば、撮像部の１垂直走査期間が露光時間以上になるように、撮像部の１垂直走査期間を１垂直走査期間の基準値の整数倍に設定する期間設定部とを有する。【選択図】図３

Description

本発明は、撮像装置及び撮像装置の制御方法に関する。

多くのデジタルカメラ等の撮像装置では、被写体をフレーミングするための電子ビューファインダーとして、液晶表示装置等の表示デバイスに撮像素子で撮像した画像信号から生成した表示用画像を順次ライブビュー表示する。ライブビュー表示では、撮像素子で撮像した画像信号の読み出し、読み出した画像信号から表示用画像の生成等、複数の画像処理をメモリを介して行う必要があるため、リアルタイムに表示することはできず数フレーム程度遅延して表示される。そこで、撮像素子から読み出された画像信号のメモリへの書き込みに重ねて、画像の表示を行うためのメモリからの画像の読み出しを行うことで、ほぼリアルタイムにライブビュー表示できるものが知られている。これは、撮像素子と表示デバイスを非同期で動作させるのではなく、所定の位相差で同期して動作させることで実現することができる。また、撮像素子の露光時間に応じて撮像フレームレートを落とすことにより、低輝度環境においても適正な露出のライブビュー表示を可能としたデジタルカメラが存在する。

このように撮像フレームレートを可変とした場合においても、ほぼリアルタイムにライブビュー表示を可能とした撮像装置が開示されている（特許文献１参照）。特許文献１で開示されている撮像装置は、撮像フレームレートに応じて表示フレームレートを設定し、それらに応じて撮像素子と表示デバイスの動作タイミングが所定の位相差となるよう調整している。

特開２００９−１５９０６７号公報

しかし、上述した撮像装置では、ＡＦ処理のように複数フレームにわたって、撮像した画像データから生成される評価値を用いた処理に関しては考慮されていない。処理に用いられる評価値が撮像した画像データから生成される場合、撮像フレームレートに応じて評価値が生成される間隔が決まるため、複数フレームにわたって評価値を用いる処理の処理時間は、撮像フレームレートの低下に伴い長くなる。つまり、低輝度環境において適正な露出のライブビュー表示するために、露光時間に合わせて撮像フレームレートを落とした場合には、撮像フレームレートの低下に伴って評価値が生成される間隔が延び、評価値を用いる処理の処理時間も長くなる。しかし、表示遅延を考慮して、撮像素子と表示デバイスの動作タイミングを所定の位相差に調整する場合、表示デバイスとの同期も考慮する必要があり、露光時間に合わせて露光時間が収まる最速の撮像フレームレートには設定できない。そのため、適正露出のライブビュー表示をするための露光時間から決まる撮像フレームレートよりフレームレートが遅くなり、複数フレームにわたって評価値を用いる処理の処理時間は、露光時間分より余計に長くなるという課題がある。

本発明の目的は、ライブビュー表示の遅延を抑えつつ、低輝度環境においても適正な露出時間のライブビュー表示を行うことができる撮像装置及び撮像装置の制御方法を提供することである。

本発明の撮像装置は、露光時間に応じて各フレームの画像を撮像し、前記撮像された各フレームの画像を１垂直走査期間に１フレームずつ出力する撮像部と、前記撮像部により出力された画像を基に、前記撮像部の露光時間を決定する露光時間決定部と、前記露光時間決定部により決定された露光時間が１垂直走査期間の基準値より長い場合には、前記撮像部により出力された画像から所定の評価値を取得する第１の状態であれば、前記撮像部の１垂直走査期間が前記露光時間以上になるように、前記１垂直走査期間の基準値より短い期間の単位で、前記撮像部の１垂直走査期間を設定し、前記撮像部により出力された画像から所定の評価値を取得しない第２の状態であれば、前記撮像部の１垂直走査期間が前記露光時間以上になるように、前記撮像部の１垂直走査期間を前記１垂直走査期間の基準値の整数倍に設定する期間設定部とを有する。

本発明によれば、ライブビュー表示の遅延を抑えつつ、低輝度環境においても適正な露出時間のライブビュー表示を行うことができる。

撮像装置の外観図である。 撮像装置の構成例を示すブロック図である。 撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。 撮像装置の制御方法を示すタイミングチャートである。

図１は、本発明の実施形態による撮像装置１０を示す外観図である。コネクタ１１２は、接続ケーブルと撮像装置１０とを接続する。記録媒体２０は、メモリカード又はハードディスク等である。記録媒体スロット２０１は、記録媒体２０を格納するためのスロットである。記録媒体スロット２０１に格納された記録媒体２０は、撮像装置１０との通信が可能となる。蓋２０３は、記録媒体スロット２０１の蓋である。撮像装置１０には、表示部１３及び操作部１４が設けられる。撮像装置１０は、デジタルカメラ、ビデオカメラの他、スマートフォン、タブレット、工業用カメラ、医療用カメラ等に適用可能である。

図２は、撮像装置１０の構成例を示すブロック図である。撮像装置１０は、ＣＰＵ（中央演算装置）１１、ＲＯＭ１２、表示部１３、操作部１４、ＤＲＡＭ１５、記録媒体インタフェース１６、撮像部１７、画像処理回路１８、画像圧縮伸長回路１９及び内部バス３０を有する。

ＣＰＵ１１は、後述する各処理部やデータフロー等を制御する。ＲＯＭ１２は、ＣＰＵ１１の処理手順に係るプログラム（ファームウェア）及び各種情報を格納する。表示部１３は、カラー液晶表示器等であり、画像を表示し、グラフィックユーザインタフェースを表示する。表示部１３は、テレビ等の外部表示装置に映像信号を出力する端子も備えている。操作部１４は、ユーザからの指示を受け付けるレリーズボタン（ＳＷ１／ＳＷ２）及び電源ボタン等の各種ボタンや十字キー、コントロールホイール及びモードダイヤル等を有する。レリーズボタンを半押し状態にするとスイッチＳＷ１がオンになり、レリーズボタンを全押し状態にするとスイッチＳＷ２がオンになる。

ＤＲＡＭ１５は、ＣＰＵ１１のワークエリアとして使用され、画像データや表示用データ、画像圧縮後のデータ等を一時記憶するバッファ機能を有する。なお、ＣＰＵ１１は、メモリコントローラを介して、ＤＲＡＭ１５に対してデータの書き込みや読み出しを行う。また、撮像装置１０には、各処理部とＤＲＡＭ１５間で、ＤＭＡ（ダイレクトメモリアクセス）転送を行うためのＤＭＡコントローラを設けてもよい。

記録媒体インタフェース１６は、ＣＰＵ１１からの指示に従い、記録媒体２０に対して画像データの書き込み及び読み出しを行う。記録媒体２０は、メモリカード、光ディスク又はハードディスク等のランダムアクセス可能な記録媒体であり、撮像装置１０に着脱自在である。ＣＰＵ１１、ＤＲＡＭ１５及び記録媒体インタフェース１６は、記録媒体２０に撮影画像である静止画及び動画を記録する記録手段として機能する。

撮像部１７は、レンズ、絞り、シャッタ、及びＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を有し、光電変換により静止画又は動画の画像データを生成する。画像処理回路１８は、撮像部１７により生成された画像データに対して、ホワイトバランス調整、画素補間等の処理を行い、ＹＵＶデータに変換し、任意のサイズにリサイズする。また、画像処理回路１８は、表示部１３に表示するための表示用画像データや画像圧縮伸長回路１９で圧縮するための圧縮用画像データを生成する。また、画像処理回路１８は、撮像部１７により生成された画像データに基づき、ＡＥ処理のための被写体の輝度情報や、ＡＦ処理のための被写体の輝度信号の高域周波数成分に基づく評価値を生成する。ＡＥ処理は自動露出調節処理であり、ＡＦ処理は自動焦点調節処理である。

画像圧縮伸長回路１９は、ＹＵＶデータをＪＰＥＧ又はＨ．２６４形式の画像データに圧縮し、ＪＰＥＧ又はＨ．２６４形式の圧縮された画像データをＹＵＶデータに伸長する。ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、表示部１３、操作部１４、ＤＲＡＭ１５、記録媒体インタフェース１６、撮像部１７、画像処理回路１８及び画像圧縮伸長回路１９は、内部バス３０を介して通信する。

本実施形態では、撮像装置１０は、撮像部１７による１フレーム分の画像の出力と、画像処理回路１８によるＹＵＶデータ変換及び表示用画像データ生成を並行して処理する。撮像装置１０は、撮像部１７が画像の出力を開始してから出力を完了する前までに、表示部１３が表示用画像データの読み出しを開始することで、ライブビューが表示されるまでの遅延を短くし、ほぼリアルタイムにライブビュー表示をすることができる。また、撮像装置１０は、低輝度時には撮像部１７の撮像フレームレートを落とし、撮像部１７の露光時間を延ばすことにより、低輝度環境においても適正な露出のライブビュー表示を行うことができる。

図３は、本実施形態による撮像装置１０の制御方法を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は、図３に示す処理を実現するように各部を制御する。操作部１４の電源ボタン又はモードダイヤル等の操作により、撮像装置１０の起動又は再生モード等から撮影モードへの遷移が指示されると、撮像装置１０は、図３に示す処理を開始する。

ステップＳ１０１では、ＣＰＵ１１は、撮像部１７の駆動タイミングである撮像部１７の垂直同期信号と、表示部１３の駆動タイミングである表示部１３の垂直同期信号とが所定の位相差になるように制御し、ライブビュー用に撮像部１７の駆動を開始させる。撮像部１７が１フレーム分の画像の出力を開始してから出力を完了する前までに、表示部１３が表示用画像データの読み出しを開始するように、ＣＰＵ１１は撮像部１７と表示部１３の垂直同期信号を所定の位相差で同期させて撮像部１７の駆動を開始する。所定の位相差は、基準位相差である。このようにすることで、撮像装置１０は、撮像部１７による撮像から、その画像に基づくライブビューが表示されるまでの遅延を短くし、ほぼリアルタイムにライブビュー表示をすることができる。

次に、ステップＳ１０２では、ＣＰＵ（露光時間決定部）１１は、撮像部１７により出力された画像データに基づき、ＡＥ処理を行い、撮像部１７の露光時間Ｅｘｐ＿ｃｕｒを決定する。具体的には、ＣＰＵ１１は、撮像部１７により撮像された画像データに基づき、画像処理回路１８を用いて被写体の輝度情報を求め、被写体が適正な輝度になるように所定の演算を行い、撮像部１７の露光時間Ｅｘｐ＿ｃｕｒを決定する。また、ライブビューを開始した最初のフレームは、撮像部１７により撮像された画像データが存在しないため、ＣＰＵ１１は、初期値の露光時間Ｅｘｐ＿ｃｕｒを設定する。

ステップＳ１０３では、ＣＰＵ１１は、操作部１４のレリーズボタンの半押しにより、スイッチＳＷ１がオンになると、それをトリガとして開始される静止画撮影準備処理としてのＡＦ処理中（オートフォーカス処理中）か否かを判定する。ＡＦ処理では、ＣＰＵ１１は、撮像部１７により撮像された画像データに基づき、画像処理回路１８を用いて被写体の輝度信号の高域周波数成分に基づく評価値を求める。そして、ＣＰＵ１１は、撮像部１７のフォーカスレンズを移動させながら、ＡＦ処理の範囲の全域に対して、複数フレームにわたり評価値を求め、評価値が最大となるレンズ位置を合焦位置として決定し、撮像部１７のフォーカスレンズを合焦位置に移動させる。

ステップＳ１０３では、ＣＰＵ１１は、ＡＦ処理中であると判定された場合には、ステップＳ１０４に処理を進める。ステップＳ１０４では、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１０２で決定された露光時間Ｅｘｐ＿ｃｕｒが撮像部１７の１Ｖ期間（１垂直走査期間）の基準値の長さＴより長いか否かを判定する。つまり、ＣＰＵ１１は、Ｅｘｐ＿ｃｕｒ＞Ｔであるか否かを判定する。例えば、撮像部１７のフレームレートの基準値が６０ｆｐｓ（フレーム／秒）の場合、１Ｖ期間の基準値の長さＴはＴ＝１／６０秒となる。１Ｖ期間の基準値の長さＴは、１フレーム時間である。

ステップＳ１０４では、ＣＰＵ１１は、露光時間Ｅｘｐ＿ｃｕｒが１Ｖ期間の基準値の長さＴより長いと判定された場合には、ステップＳ１０５に処理を進める。ステップＳ１０５では、ＣＰＵ（第１の期間設定部）１１は、ステップＳ１０２で決定された露光時間Ｅｘｐ＿ｃｕｒが収まる設定可能な最短の１Ｖ期間の長さとして、撮像部１７の１Ｖ期間の長さＶ＿ｃｕｒを設定する。例えば、ＣＰＵ１１は、１Ｖ期間の基準値の長さＴより短い１Ｈ期間（１水平走査期間）の長さの単位で１Ｖ期間の長さＶ＿ｃｕｒの調整を行う。ＣＰＵ１１は、１Ｖ期間の長さＶ＿ｃｕｒが露光時間以上（露光時間Ｅｘｐ＿ｃｕｒ以上）であり、かつ１Ｖ期間の長さＶ＿ｃｕｒが１Ｈ期間（１水平走査期間）の長さの単位で最短の長さになるように、１Ｖ期間の長さＶ＿ｃｕｒを設定する。例えば、ステップＳ１０２で決定された露光時間Ｅｘｐ＿ｃｕｒが１／５０秒の場合、１Ｖ期間の長さＶ＿ｃｕｒも約１／５０秒となる。

ステップＳ１０４では、ＣＰＵ１１は、露光時間Ｅｘｐ＿ｃｕｒが１Ｖ期間の基準値の長さＴ以下（基準値以下）であると判定された場合には、ステップＳ１０６に処理を進める。ステップＳ１０６では、ＣＰＵ（第４の期間設定部）１１は、撮像部１７の１Ｖ期間の長さＶ＿ｃｕｒを１Ｖ期間の基準値の長さＴと同じ長さ（Ｖ＿ｃｕｒ＝Ｔ）に設定する。これにより、ＣＰＵ１１は、ＡＦ処理中には、撮像部１７により撮像された画像データから、被写体の輝度信号の高域周波数成分に基づく評価値を、露光時間Ｅｘｐ＿ｃｕｒに応じた１Ｖ期間の長さＶ＿ｃｕｒの撮像フレームレートで取得することができる。そのため、低輝度被写体が適正な輝度になるように撮像部１７の露光時間Ｅｘｐ＿ｃｕｒを１Ｖ期間の基準値の長さＴより長くした場合にも、ＡＦ処理用の評価値の取得時間が必要以上に延びることがなく、ＡＦ処理時間を短くすることができる。

ステップＳ１０３では、ＣＰＵ１１は、ＡＦ処理中でないと判定された場合には、ステップＳ１０７に処理を進める。ステップＳ１０７では、ＣＰＵ１１は、撮像部１７の駆動タイミングである撮像部１７の垂直同期信号と表示部１３の駆動タイミングである表示部１３の垂直同期信号との位相差が所定量（基準位相差）か否かを判定する。具体的には、ＣＰＵ１１は、ＡＦ処理中に露光時間Ｅｘｐ＿ｃｕｒに応じて１Ｖ期間の長さＶ＿ｃｕｒの調整を行ったことにより、撮像部１７と表示部１３の垂直同期信号の位相差がライブビュー開始時の最適な位相差からずれているか否かを判定する。

ステップＳ１０７では、ＣＰＵ１１は、撮像部１７と表示部１３の垂直同期信号の位相差が所定量であると判定された場合には、ステップＳ１０８に処理を進める。ステップＳ１０８では、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１０２で決定された露光時間Ｅｘｐ＿ｃｕｒが１Ｖ期間の基準値の長さＴより長い（Ｅｘｐ＿ｃｕｒ＞Ｔ）か否かを判定する。ＣＰＵ１１は、露光時間Ｅｘｐ＿ｃｕｒが１Ｖ期間の基準値の長さＴより長いと判定された場合には、ステップＳ１０９に処理を進める。ステップＳ１０９では、ＣＰＵ（第２の期間設定部）１１は、１Ｖ期間の長さＶ＿ｃｕｒがステップＳ１０２で決定された露光時間Ｅｘｐ＿ｃｕｒ以上になるように、１Ｖ期間の長さＶ＿ｃｕｒを１Ｖ期間の基準値の長さＴの整数倍に設定する。具体的には、ＣＰＵ１１は、１Ｖ期間の長さＶ＿ｃｕｒの調整を１Ｖ期間の基準値の長さＴ単位で行い、Ｖ＿ｃｕｒ＝Ｔ×Ｎ≧Ｅｘｐ＿ｃｕｒにする。ここで、Ｎは２以上の整数である。例えば、撮像部１７のフレームレートの基準値が６０ｆｐｓであり、ステップＳ１０２で決定された露光時間Ｅｘｐ＿ｃｕｒが１／５０秒の場合、１Ｖ期間の長さＶ＿ｃｕｒは、１／６０×２＝１／３０秒となる。

ステップＳ１０８では、ＣＰＵ１１は、露光時間Ｅｘｐ＿ｃｕｒが１Ｖ期間の基準値の長さＴ以下であると判定された場合には、ステップＳ１１０に処理を進める。ステップＳ１１０では、ＣＰＵ（第４の期間設定部）１１は、１Ｖ期間の長さＶ＿ｃｕｒを１Ｖ期間の基準値の長さＴと同じ長さ（Ｖ＿ｃｕｒ＝Ｔ）に設定する。このようにすることで、撮像装置１０は、ＡＦ処理中でないときには、撮像部１７による撮像から、その画像に基づくライブビューが表示されるまでの遅延を短くし、ほぼリアルタイムにライブビュー表示をすることができる。また、撮像装置１０は、低輝度被写体が適正な輝度になるように撮像部１７の露光時間Ｅｘｐ＿ｃｕｒを１Ｖ期間の基準値の長さＴより長くした場合にも、同様に、ほぼリアルタイムにライブビュー表示をすることができる。

ステップＳ１０７では、ＣＰＵ１１は、撮像部１７と表示部１３の垂直同期信号の位相差が所定量（基準位相差）でないと判定された場合には、ステップＳ１１１に処理を進める。ステップＳ１１１では、ＣＰＵ１１は、１Ｖ期間の長さＶ＿ｃｕｒが露光時間Ｅｘｐ＿ｃｕｒ以上であり、かつ撮像部１７と表示部１３の垂直同期信号の位相差がライブビュー開始時の最適な基準位相差になるように、１Ｖ期間の長さＶ＿ｃｕｒを設定する。具体的には、ＣＰＵ（第３の期間設定部）１１は、Ｖ＿ｃｕｒ＝Ｔ×Ｎ＋α≧Ｅｘｐ＿ｃｕｒの設定を行い、撮像部１７と表示部１３の垂直同期信号の位相差がライブビュー開始時の最適な位相差となるようにαを調整して、１Ｖ期間の長さＶ＿ｃｕｒを設定する。ここで、Ｎは１以上の整数である。撮像装置１０は、ＡＦ処理中に輝度被写体が適正な輝度になるように撮像部１７の露光時間Ｅｘｐ＿ｃｕｒを１Ｖ期間の基準値の長さＴより長くする。これにより、撮像部１７と表示部１３の垂直同期信号の位相差が最適でなくなっていたのを、撮像装置１０は、ＡＦ処理後に最適に戻すことができる。

次に、ステップＳ１１２では、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１０２で決定された露光時間Ｅｘｐ＿ｃｕｒに基づき撮像部１７により撮像された画像を、１Ｖ期間の長さＶ＿ｃｕｒのフレーム時間で動画フレームとして読み出す。撮像部１７は、露光時間Ｅｘｐ＿ｃｕｒに応じて各フレームの画像を撮像し、その撮像された各フレームの画像を１Ｖ期間の長さＶ＿ｃｕｒに１フレームずつＣＰＵ１１に出力する。

次に、ステップＳ１１３では、ＣＰＵ１１は、画像処理回路１８を用いて、ステップＳ１１２で読み出された動画フレームの画像データに対して、ホワイトバランス調整、画素補間等の処理を施し、ＹＵＶデータに変換し、ＤＲＡＭ１５に書き込む。

次に、ステップＳ１１４では、ＣＰＵ１１は、撮像部１７の駆動タイミングである撮像部１７の垂直同期信号と表示部１３の駆動タイミングである表示部１３の垂直同期信号との位相差が所定量（基準位相差）以上か否かを判定する。ステップＳ１１４では、ＣＰＵ１１は、撮像部１７と表示部１３の垂直同期信号の位相差が所定量未満（基準位相差未満）であると判定された場合には、ステップＳ１１５に処理を進める。ステップＳ１１５では、ＣＰＵ（表示用画像生成部）１１は、ステップＳ１１３で生成した画像データに対して、画像処理回路１８を用いてリサイズ処理等を施し、表示用画像データを生成し、表示用画像データをＤＲＡＭ（メモリ）１５に書き込む。表示用画像データの生成完了後に、ステップＳ１１６では、ＣＰＵ１１は、表示部１３にステップＳ１１５で生成した表示用画像データを表示させるために、表示部１３が表示用画像データを読み出すＤＲＡＭ１５の読み出しアドレスを更新する。表示部１３は、例えば電子ビューファインダーである。

ステップＳ１１４では、ＣＰＵ１１は、撮像部１７と表示部１３の垂直同期信号の位相差が所定量以上（基準位相差以上）であると判定された場合には、ステップＳ１１７に処理を進める。ステップＳ１１７では、ＣＰＵ１１は、表示部（電子ビューファインダー）１３にステップＳ１１５で生成した表示用画像データを表示させるために、表示部１３が表示用画像データを読み出すＤＲＡＭ１５の読み出しアドレスを更新する。次に、ステップＳ１１８では、ＣＰＵ（表示用画像生成部）１１は、ステップＳ１１３で生成した画像データに対して、画像処理回路１８を用いて、表示用サイズへのリサイズ処理等を施し、表示用画像データを生成し、表示用画像データをＤＲＡＭ１５に書き込む。

ここで、ステップＳ１１２の動画フレーム読み出し、ステップＳ１１３のＹＵＶデータ変換、ステップＳ１１５又はステップＳ１１８の表示用画像データ生成は、並行して処理される。さらに、ステップＳ１１７では、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１１８の表示用画像データの生成前又は生成中に、表示用画像データを表示部１３に表示させるために表示用画像データのＤＲＡＭ１５の読み出しアドレスを更新する。このようにすることで、撮像装置１０は、撮像部１７が１フレーム分の画像の出力を開始してから出力を完了する前までに、表示部１３が表示用画像データの読み出しを開始でき、ほぼリアルタイムにライブビュー表示をすることができる。

次に、ステップＳ１１９では、ＣＰＵ１１は、操作部１４の電源ボタン又はモードダイヤル等の操作により、撮像装置１０の終了又は再生モードへの遷移等のライブビューの停止が指示されているか否かを判定する。ＣＰＵ１１は、ライブビューの停止が指示されていると判定された場合には、ライブビューを停止して終了する。また、ＣＰＵ１１は、ライブビューの停止が指示されていないと判定された場合には、ステップＳ１０２に処理を戻し、次のフレームの処理を続ける。

図４は、本実施形態による撮像装置１０の制御方法を示すタイミングチャートである。以下、撮像装置１０のライブビュー表示について説明する。１Ｖ期間の長さ１０１は、各フレームの１Ｖ期間の長さＶ＿ｃｕｒである。露光時間１０２は、各フレームの露光時間Ｅｘｐ＿ｃｕｒである。位相差１０３は、各フレームにおける撮像部１７と表示部１３の垂直同期信号の位相差である。タイミング１０４は、各フレームにおける表示アドレス更新タイミングである。

また、１Ｖ期間の長さＶ＿Ｎは、第Ｎフレームでの１Ｖ期間の長さである。露光時間Ｅｘｐ＿Ｎは、第Ｎフレームでの露光時間である。位相差ｔ＿Ｎは、第Ｎフレームでの撮像部１７と表示部１３の垂直同期信号の位相差である。

第１フレームでは、露光時間Ｅｘｐ＿１は、１Ｖ期間の基準値の長さＴ以下（Ｅｘｐ＿１≦Ｔ）である。第１フレームの１Ｖ期間の長さＶ＿１は、１Ｖ期間の基準値の長さＴと同じ（Ｖ＿１＝Ｔ）である。

第２フレームでは、露光時間Ｅｘｐ＿２は、１Ｖ期間の基準値の長さＴより長い（Ｅｘｐ＿２＞Ｔ）。このとき、ＡＦ処理中ではないため、第２フレームの１Ｖ期間の長さＶ＿２は、１Ｖ期間の基準値の長さＴ単位で調整され、１Ｖ期間の基準値の長さＴの２倍（Ｖ＿２＝２Ｔ）になっている。

また、第１フレーム及び第２フレームにおける撮像部１７と表示部１３の垂直同期信号の位相差ｔ＿１及びｔ＿２は、ライブビュー開始時の所定の位相差ｔと同じである（ｔ＿１＝ｔ、ｔ＿２＝ｔ）。そのため、第１フレーム及び第２フレームでは、表示アドレス更新は、表示用画像データ生成前のタイミング１０４で行われる。これにより、ライブビューが表示されるまでの遅延が短く、ほぼリアルタイムでライブビュー表示が行われる。

第３フレームでは、第２フレームと同様に、露光時間Ｅｘｐ＿３は、１Ｖ期間の基準値の長さＴより長い（Ｅｘｐ＿３＞Ｔ）。第３フレームでは、ＡＦ処理中であるため、第３フレームの１Ｖ期間の長さＶ＿３は、１Ｖ期間の基準値の長さＴより短い単位で調整され、露光時間Ｅｘｐ＿３以上になるように設定される（Ｖ＿３≧Ｅｘｐ＿３）。

第４フレームから第７フレームも同様である。また、第３フレームから第７フレームにおける撮像部１７と表示部１３の垂直同期信号の位相差は、ｔ＿３からｔ＿７で表される。第４及び第５フレームでは、撮像部１７と表示部１３の垂直同期信号の位相差ｔ＿４及びｔ＿５は、ライブビュー開始時の所定の位相差ｔ以上である（ｔ＿４≧ｔ、ｔ＿５≧ｔ）ので、表示アドレス更新は、表示用画像データ生成前のタイミング１０４で行われる。

第３、第６及び第７フレームでは、位相差ｔ＿３、ｔ＿６及びｔ＿７は、ライブビュー開始時の所定の位相差ｔ未満である（ｔ＿３＜ｔ、ｔ＿６＜ｔ、ｔ＿７＜ｔ）ので、表示アドレス更新は、表示用画像データの生成完了後のタイミング１０４で行われる。そのため、ＡＦ処理中に露光時間Ｅｘｐ＿Ｎに応じて、１Ｖ期間の長さＶ＿Ｎを調整したことにより、撮像部１７と表示部１３の垂直同期信号の位相差ｔ＿Ｎが所定の位相差ｔでなくなっている場合にも、適切なライブビューが表示される。

第８フレームは、ＡＦ処理完了後の最初のフレームであり、撮像部１７と表示部１３の垂直同期信号の位相差ｔ＿８がライブビュー開始時の所定の位相差ｔと同じ（ｔ＿８＝ｔ）になるように、１Ｖ期間の長さＶ＿８＝Ｔ＋αに調整される。

以上のように、ＡＦ処理中では、低輝度被写体が適正な輝度になるように撮像部１７の露光時間を１Ｖ期間の基準値の長さＴより長くした場合にも、ＡＦ処理用の評価値の取得時間が必要以上に延びることがなく、ＡＦ処理時間を短くすることができる。また、ＡＦ処理中以外では、撮像部１７による撮像から、その画像に基づくライブビューが表示されるまでの遅延を短くし、ほぼリアルタイムにライブビュー表示をすることができる。

本実施形態によれば、ＡＦ処理のように撮像した画像データから生成される評価値に基づく処理にかかる時間とライブビュー表示の遅延を抑えつつ、低輝度環境においても適正な露出のライブビューを表示することができる。

なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１０：撮像装置、１１：ＣＰＵ（中央演算装置）、１２：ＲＯＭ、１３：表示部、１４：操作部、１５：ＤＲＡＭ、１６：記録媒体Ｉ／Ｆ、１７：撮像部、１８：画像処理回路、１９：画像圧縮伸張回路、２０：記録媒体、３０：内部バス

Claims (7)

1. 露光時間に応じて各フレームの画像を撮像し、前記撮像された各フレームの画像を１垂直走査期間に１フレームずつ出力する撮像部と、
   前記撮像部により出力された画像を基に、前記撮像部の露光時間を決定する露光時間決定部と、
   前記露光時間決定部により決定された露光時間が１垂直走査期間の基準値より長い場合には、前記撮像部により出力された画像から所定の評価値を取得する第１の状態であれば、前記撮像部の１垂直走査期間が前記露光時間以上になるように、前記１垂直走査期間の基準値より短い期間の単位で、前記撮像部の１垂直走査期間を設定し、前記撮像部により出力された画像から所定の評価値を取得しない第２の状態であれば、前記撮像部の１垂直走査期間が前記露光時間以上になるように、前記撮像部の１垂直走査期間を前記１垂直走査期間の基準値の整数倍に設定する期間設定部と
   を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記所定の評価値とは、オートフォーカスに用いる評価値であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記１垂直走査期間の基準値より短い期間の単位とは、１水平走査期間の単位であることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記期間設定部は、前記第２の状態であり、かつ前記撮像部の垂直同期信号と表示部の垂直同期信号との位相差が基準位相差でない場合には、前記撮像部の垂直同期信号と表示部の垂直同期信号との位相差が前記基準位相差になるように、前記撮像部の１垂直走査期間を設定することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記期間設定部は、前記露光時間決定部により決定された露光時間が前記１垂直走査期間の基準値以下である場合には、前記撮像部の１垂直走査期間を前記１垂直走査期間の基準値と同じ長さに設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. さらに、前記撮像部の垂直同期信号と表示部の垂直同期信号との位相差が基準位相差未満である場合には、前記撮像部により出力された画像を基に表示用画像を生成し、前記表示用画像をメモリに書き込み、前記表示用画像の生成完了後に、前記表示用画像を前記表示部に表示させるために前記表示用画像の前記メモリの読み出しアドレスを更新する表示用画像生成部を有し、
   前記表示用画像生成部は、前記撮像部の垂直同期信号と前記表示部の垂直同期信号との位相差が基準位相差以上である場合には、前記撮像部により出力された画像を基に表示用画像を生成し、前記表示用画像をメモリに書き込み、前記表示用画像の生成前又は生成中に、前記表示用画像を表示部に表示させるために前記表示用画像の前記メモリの読み出しアドレスを更新することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 露光時間に応じて各フレームの画像を撮像し、前記撮像された各フレームの画像を１垂直走査期間に１フレームずつ出力する撮像部を有する撮像装置の制御方法であって、
   露光時間決定部により、前記撮像部により出力された画像を基に、前記撮像部の露光時間を決定する露光時間決定ステップと、
   期間設定部により、前記露光時間決定ステップで決定された露光時間が１垂直走査期間の基準値より長い場合には、前記撮像部により出力された画像から所定の評価値を取得する第１の状態であれば、前記撮像部の１垂直走査期間が前記露光時間以上になるように、前記１垂直走査期間の基準値より短い期間の単位で、前記撮像部の１垂直走査期間を設定し、前記撮像部により出力された画像から所定の評価値を取得しない第２の状態であれば、前記撮像部の１垂直走査期間が前記露光時間以上になるように、前記撮像部の１垂直走査期間を前記１垂直走査期間の基準値の整数倍に設定する期間設定ステップと
   を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。

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